[发明专利]一种化学机械研磨装置及化学机械研磨方法

说明书

本发明提供一种化学机械研磨装置和化学机械研磨方法，所述装置包括：研磨浆供给臂，所述研磨浆供给臂设置有研磨浆喷嘴，用以喷洒研磨浆至研磨垫；所述研磨浆供给臂上还设置有高压空气喷嘴，用以向所述研磨垫喷洒高压空气。采用本发明提供的化学机械研磨装置以及化学机械研磨方法在进行化学机械研磨中通过在研磨前采用高压空气对残留在研磨垫表面的去离子水的去除，可改善研磨浆在研磨垫表面的均匀分布，从而提高化学机械研磨的均匀性；同时，有效减少研磨初期研磨浆喷洒至研磨垫表面形成均匀分布的时间，减少研磨浆用量，提高研磨速率，增加研磨浆料利用率，减少生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体而言涉及一种化学机械研磨装置及化学机械研磨方法。

背景技术

随着集成电路制造过程中特征尺寸的缩小和金属互联的增加，对晶圆表面平整度的要求也越来越高。化学机械研磨(CMP)是将机械研磨和化学腐蚀结合的技术，是目前最有效的晶圆平坦化方法。化学机械研磨采用旋转的研磨头夹持住晶圆，并将其以一定压力压在旋转的研磨垫上，通过研磨浆料的作用，使晶圆表面在化学和机械的共同作用下实现平坦化。

如何在化学机械研磨中，提高研磨速率，增加研磨浆料利用率，减少生产成本，提高化学机械研磨的均匀性是半导体制造厂商所长期关心与重视的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种化学机械研磨装置，包括：

研磨浆供给臂，所述研磨浆供给臂设置有研磨浆喷嘴，用以喷洒研磨浆至研磨垫；所述研磨浆供给臂上还设置有高压空气喷嘴，用以向所述研磨垫喷洒高压空气。

示例性的，所述高压空气喷嘴包括沿所述研磨浆供给臂长度方向上设置为一列的数个高压空气喷嘴。

示例性的，所述高压空气喷嘴为扇形雾化高压空气喷嘴。

示例性的，所述高压空气喷嘴设置为相对所述研磨浆供给臂底面具备40～50°倾角的喷嘴。

示例性的，所述研磨浆喷嘴为研磨浆低压雾化喷嘴。

示例性的，所述研磨浆低压雾化喷嘴包括沿所述研磨浆供给臂的长度方向上设置为一列的数个第一研磨浆低压雾化喷嘴和设置在所述研磨浆供给臂端部的数个第二研磨浆低压雾化喷嘴。

示例性的，所述研磨浆供给臂上还设置有去离子水喷嘴，用于喷洒去离子水至所述研磨垫。

示例性的，所述去离子水喷嘴为去离子水高压雾化喷嘴。

示例性的，所述去离子水高压雾化喷嘴包括沿所述研磨浆供给臂的长度方向上设置为一列的数个去离子水高压雾化喷嘴。

示例性的，所述研磨浆供给臂底部为倒梯形的立体棱柱结构，所述研磨浆喷嘴设置在所述倒梯形的立体棱柱结构的底面上，所述高压空气喷嘴设置在所述倒梯形的立体棱柱结构的外侧面上。

本发明还提供了一种化学机械研磨的方法，所述方法包括：

提供待研磨的晶圆；

向研磨垫的表面上喷洒高压空气；

向所述研磨垫上提供研磨浆；以及

对所述晶圆进行研磨。

示例性的，所述研磨浆为低压雾化研磨浆。

示例性的，所述方法还包括在研磨结束后向所述研磨垫提供去离子水，以清理研磨垫表面残留物。

示例性的，所述去离子水为高压雾化去离子水。